新工科背景下“土力學與地基基礎”課程教學改革實踐

徐慧，王瀷霏 （廣東理工學院，廣東 肇慶 526000）

0 前言

“土力學與地基基礎”課程是廣東理工學院工程管理本科專業的專業基礎核心課程，是培養建設工程基礎建設方面的專業人才的最基礎、最重要的課程之一。教育部不斷推行“新工科”建設，要求以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以“繼承與創新”“交叉與融合”“協調與共享”為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才。工程教育進入快速和根本性變革，這也要求高校需要不斷地進行改革以適應社會的發展變化，培養專業性的工程建設人員。

根據“新工科”建設的基本理念和主要途徑出發，廣東理工學院對“土力學與地基基礎”課程做出一些調整和嘗試，希望能為本校相關專業課程的發展奠定基礎，同時為其他相關課程教學改革提供參考。

2 教學目的及內容的繼承與創新

廣東理工學院于2018開始第一批工程管理本科專業的招生及教學工作，在此之前，“土力學與地基基礎”課程的相關內容教學主要是針對于建筑工程技術專科專業，關于土力學、地基及基礎三大部分的基礎知識內容。

由于缺乏土工實訓環境，傳統教學均以理論教學為基本，并且都是根據書本目錄進行，課程連貫性不強，當后面的知識需要前面的知識為基礎時，往往學生都記不起來相應的課程內容，還需要重復性講授，因而學習效果不佳。“新工科”背景下“土力學與地基基礎”課程的教學要求時刻注意學生學習的積極性，以被動接受轉為主動接受，因而，在授課時學生接受情況及課程連貫性為基礎，將課程內容進行分模塊處理，對于重點模塊重點講授，對于非重點模塊以了解認知為導向進行學習，以重點掌握為基本要件，以導向學習為興趣引導，既在課堂上完成應當完成的教學任務，又提升學生課下主動延伸學習的積極性。

如表1所示，課程內容進行四個模塊化處理，按照模塊順序講授，既保證了知識的連貫性，也明確了課程內容的重點，便于學生進行預習和復習。由于工程管理專業主要的工作領域在工程建造，因此，對于土力學中土的基本性質、地基基本處理方法、基礎分類應用及施工方式等內容的掌握是最基本的學習，是整個教學內容中的基礎重點。考慮到本專業還開設了施工技術課程，并且該課程對于地基處理及基礎分類及施工均有較大課時的講解，因此在這部分的內容主要是針對于基礎的設計原理和地基處理實踐案例分析對比。

授課內容及目的模塊表 表1

除了對課程名稱的改進調整之外，教學大綱中的課時也由原來的32課時更正為48課時。“土力學與地基基礎”是一門綜合性課程，課程內容有關于土力學、工程地質、工程勘察、地基設計及處理、基礎設計及施工等一系列專業知識。考慮到本院未來的工程管理專業人才所從事的工作更多的是關于施工、造價、監理等等，因此本課程將試驗課時提升課時的目的是要求學生掌握部分基礎土工試驗操作及數據處理相關內容。

3 理論教學與實踐教學的交叉與融合

為滿足試驗實訓課程教學，廣東理工學院于2018年9月建立土工實訓室并投入教學使用，實訓室配有較為完善的基礎土工試驗器材幾十余種。除了滿足課程內試驗教學需求以外，還可滿足學生在課程外想進一步學習研究的需求。配合實踐教學需要的同時，還配備有投影儀、黑板等理論教學用具，為教學理論聯系實際奠定夯實的基礎。

3.1 多媒體理論教學與實踐案例教學的交叉與融合

我院普通教學教室均配備有多媒體及黑板等教學工具，十分方便于應用型本科教育教學，例如在進行土的三相比例理論教學過程中，不用必須在黑板上進行草圖的繪制，可以將土體中的氣相、液相、土相的三相存在關系和計算比例關系進行圖片及視頻的方式講授，學生可以十分方便地理解土中三相本身存在的形式和計算時進行簡化的形式，用多媒體視頻圖片代替純語言的解釋，顯得更具有說服性，也能使同學產生共鳴，更能調動學生的學習積極性。在進行基礎分類的教學過程中，可以利用基礎的施工動畫來清楚說明各種基礎的形式，讓學生自行理解其特點及區別，對比深淺基礎的不同適用性，更加簡化了對基礎分類這部分知識的學習過程，不用枯燥地對著書本文字，更不需要只為了學習某一部分知識點專門找合適的施工現場讓學生進行參觀學習。在進行地基承載力的教學過程中，加入特朗斯康谷倉等經典工程實例，通過對其工程事故發生的原因分析，地基承載力不足導致土體強度發生破壞，進而導致地基發生整體滑動從而喪失穩定性。通過多媒體教學加入工程實踐案例的講授分析，使學生的求知欲望增加，更加愿意學習后續的地基承載力計算以及驗算等相關內容。

通過多媒體工具應用于理論教學過程，又配以工程實踐案例教學，在理論教學與案例教學之中將課程內容交叉融合到一起學習，讓學生在學習的過程中腦海里不再是白紙黑字，而是一幅幅動感的工程實踐案例，生動形象，讓人印象深刻。

3.2 基本土工試驗與理論知識教學的交叉與融合

我院土工實訓室也配有相應的教學用品，對于“土力學與地基基礎”課程的理論及試驗教學十分有幫助，在僅僅是理論課程教授的課堂里，又或者是理論教學與實踐案例教學的課堂里均可以采用普通多媒體教室進行授課，而需要操作的土工試驗課程則需要專門的場地進行，我院將這兩種功能進行很好地融合，試驗臺也是上課課桌，講臺也是試驗演示臺，并配備了多媒體和黑板等教學工具。在進行土工試驗講授的時候，可以將試驗操作進行說明，并在說明后進行試驗操作，在試驗操作完成后，又可以很快速的檢查試驗結果，然后進行試驗數據處理的講解及計算。例如，在進行土的密度試驗時，需要對土樣進行削樣，而規范和操作規程并未說明削樣過程中的全部細節，這時實際動手操作與規范說明進行對比性教學就十分重要了，在講解之后的學生實操過程中可以清楚看到，進行實際操作講解后學生更能理解規范所注明的各種要求，也更能遵守規范的操作規程。

在基本土工試驗與理論知識相互配合學習下，在課程中理論知識能夠更好地融入到土工試驗中，鍛煉學生不怕苦不怕累更不怕繁瑣的鉆研心態，例如在擊實試驗中，雖有電動擊實儀的協助，但配置土樣也需要慢工出細活的耐心，更有同學愿意嘗試手工擊實儀進行試驗，只為對比研究兩種不同儀器進行試驗操作，這說明進行試驗實操對于促進學生學習積極態度起到了很好的作用。

3.3 相關學科知識的啟發式教學的交叉與融合

“土力學與地基基礎”知識內容的綜合性決定了它的整個教學內容體系必然跟其他課程掛鉤，土的工程性質與混凝土、鋼筋、砌體等連續介質材料有著壓縮性高、強度低、透水性低等工程特性，這些特性的不同就必須聯系“建筑材料”等相關課程的內容知識進行比較探討。進行土壓力計算，必須與“建筑工程力學與結構”的相關知識點為基礎來進行擋土墻土壓力的力系分析；分析地基處理方法適用情況，必須與地基施工方式聯系講解；進行地基沉降量相關計算，必須分析上部結構受力、基礎底面受力、基礎附加應力和地基附加應力的相互關系。這些課程內容都與其他課程緊密相連，必須進行交叉與融合講授。

4 教學效果與評價的協調與共享

在多媒體理論教學與實踐案例教學的交叉與融合中，可以培養學生學習興趣，鍛煉理論聯系實際工程的學習思維；在基本土工試驗與理論知識教學的交叉與融合中，可以培養學習的動手操作能力，鍛煉理論知識為基礎試驗測定為方向的目標的學習方式；在相關學科知識的啟發式教學的交叉與融合中，可以培養學習發散的學習導向，鍛煉相關學科相關課程的相互聯系式學習模式，在這樣的教學方式下，學生普遍反映學習興趣更加濃厚了，甚至有很多學生利用課下的時間參與到相關試驗內容中去，自己設計試驗，鉆研對比不同試驗條件下的試驗結果，從中發現課本中未講解的知識領域。

在課程講授過程中不間斷地詢問學生學習過程中的困擾，并適時改進，利用課后調查問卷、課后相互評價、課間座談例會等等形式，對教學過程中的問題實施改進，例如，部分學生提出去工程現場采集土樣進行試驗，使用實時土樣檢測數據與現場勘測數據進行比對，進而發現學生所檢測數據的準確度。這些想法的提出，很能體現我院學生對于本課程學習鉆研的積極性和效果。課程評價及教學效果也得到了很多同事的支持，多門課程的相互配合與協調，實訓室的開放共享，也使得建筑工程施工、建筑工程材料和建筑工程力學等課程與本課程的教學相互促進。

5 結論

對于應用型本科的“土力學與地基基礎”教學，要充分認識到其時代所賦予的責任，要不斷地進行改革，做到與時俱進，注重學生理論與實踐能力相結合的培養，利用現有的教學資源，最大化地提高學生的學習興趣，提高教學效果，更好地響應國家推行“新工科”建設的號召，提高學生的專業競爭力，為學生走向工作崗位打下良好的基礎，促進我國建設事業的不斷發展。

我院“土力學與地基基礎”課程從“教學目的及內容的繼承與創新”“理論教學與實踐教學的交叉與融合”“教學效果與評價的協調與共享”等途徑進行教學改革，評價效果佳。